RU2476899C1 - Hydroacoustic complex to measure azimuthal angle and horizon of sound source in shallow sea - Google Patents
Hydroacoustic complex to measure azimuthal angle and horizon of sound source in shallow sea Download PDFInfo
- Publication number
- RU2476899C1 RU2476899C1 RU2011140113/28A RU2011140113A RU2476899C1 RU 2476899 C1 RU2476899 C1 RU 2476899C1 RU 2011140113/28 A RU2011140113/28 A RU 2011140113/28A RU 2011140113 A RU2011140113 A RU 2011140113A RU 2476899 C1 RU2476899 C1 RU 2476899C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- input
- output
- intensity vector
- acoustic
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для измерения координат источника звуковых волн в мелком море в пассивном режиме с помощью акустических приемников, установленных на морском дне, координаты которых и угловое положение считаются известными.The invention relates to hydroacoustics and can be used to measure the coordinates of the source of sound waves in the shallow sea in passive mode using acoustic receivers mounted on the seabed, the coordinates of which and the angular position are considered known.
Известно устройство [Щуров В.А. Векторная акустика океана. Владивосток: Дальнаука, 2003. С.31.] для измерения азимутального угла на источник звука в пассивном режиме, содержащее установленные на дне приемник звукового давления и трехкомпонентный приемник вектора колебательной скорости, которые в совокупности образуют акустический комбинированный приемник, а также датчики углового положения локальной системы координат, связанной с акустическим приемником, относительно географической системы координат. В этом устройстве измеряются компоненты вектора интенсивности Ix, Iy, Iz в локальной ортогональной системе координат, связанной с акустическим комбинированным приемником, а направление на источник звука определяется по формуле:A device is known [Schurov V.A. Vector ocean acoustics. Vladivostok: Dalnauka, 2003. P.31.] For measuring the azimuthal angle to a sound source in passive mode, containing a sound pressure receiver installed at the bottom and a three-component receiver of the vibrational velocity vector, which together form an acoustic combined receiver, as well as local angular position sensors coordinate systems associated with the acoustic receiver relative to the geographical coordinate system. In this device, the components of the intensity vector I x , I y , I z are measured in a local orthogonal coordinate system associated with an acoustic combined receiver, and the direction to the sound source is determined by the formula:
где φ - азимутальный угол в горизонтальной плоскости, отсчитываемый от оси X локальной системы координат, связанной с акустическим комбинированным приемником. При необходимости результаты измерений углового положения источника звука в локальной системе координат пересчитываются в пеленг.where φ is the azimuthal angle in the horizontal plane, measured from the X axis of the local coordinate system associated with the acoustic combined receiver. If necessary, the results of measurements of the angular position of the sound source in the local coordinate system are recalculated into the bearing.
Аналогичным образом можно определить угол места, если акустический комбинированный приемник расположен в ближней зоне источника звукаSimilarly, you can determine the elevation angle if the acoustic combined receiver is located in the near zone of the sound source
Недостатком данного измерительного устройства является большая погрешность измерения угла места, если измерительная система работает в мелком море, поскольку в этом случае формула (2) дает большую погрешность и не может быть использована для измерения угла места источника звука. Кроме того, одиночный комбинированный приемник принципиально не может быть использован для определения горизонта источника звука.The disadvantage of this measuring device is the large error in measuring the elevation angle if the measuring system operates in a shallow sea, since in this case formula (2) gives a large error and cannot be used to measure the elevation angle of the sound source. In addition, a single combined receiver cannot fundamentally be used to determine the horizon of a sound source.
Известно устройство [Патент РФ на полезную модель №82972, МПК, H04B 10/00, 30.12.2008 г.], в котором для устранения этих недостатков используется многоканальный цифровой комбинированный гидроакустический комплекс, содержащий N акустических комбинированных приемников, каждый из которых состоит из гидрофона, трехкомпонентного векторного приемника и соединенных с ними усилителей, телеметрический блок, вход которого соединен с выходом акустических комбинированных приемников, включающий делители напряжения, аналого-цифровую преобразующую схему, единую схему электронного мультиплексирования, модулятор и оптический излучатель, связанный оптической линией связи с оптическим ресивером, а также систему сбора, обработки и отображения информации, содержащую блок сбора обработки и отображения информации, вход которого соединен с выходом оптического ресивера, устройство доступа к цифровым сетям передачи данных, вход которого соединен с выходом блока сбора обработки и отображения информации, и формирователь диаграммы направленности, вход и выход которого соединены со входом и выходом блока сбора обработки и отображения информации. В этом устройстве n акустических комбинированных приемников и программный модуль для формирования диаграммы направленности в режиме реального времени образуют гидроакустическую антенну, которая обладает повышенной помехоустойчивостью и малой погрешностью измерения азимутального угла и пеленга на источник звука по сравнению с первым аналогом. При определенной конфигурации элементов антенны погрешность измерения угла места и горизонта источника может быть уменьшена, но остается достаточно большой при работе измерительного комплекса в мелком море. Данное устройство является наиболее близким к заявленному изобретению.A device is known [RF Patent for Utility Model No. 82972, IPC, H04B 10/00, 12/30/2008], in which a multi-channel digital combined hydroacoustic complex containing N acoustic combined receivers is used, each of which consists of a hydrophone , a three-component vector receiver and amplifiers connected to them, a telemetry unit, the input of which is connected to the output of acoustic combined receivers, including voltage dividers, an analog-to-digital conversion circuit, is single an electronic multiplexing circuit, a modulator and an optical emitter connected by an optical line of communication with an optical receiver, as well as a system for collecting, processing and displaying information, comprising a collection unit for processing and displaying information, the input of which is connected to the output of the optical receiver, an access device to digital transmission networks data, the input of which is connected to the output of the information processing and display unit, and the radiation shaper, the input and output of which are connected to the input and output of the unit ka collection of processing and display information. In this device, n acoustic combined receivers and a program module for beamforming in real time form a hydroacoustic antenna, which has increased noise immunity and low measurement error of the azimuthal angle and bearing to the sound source compared to the first analogue. With a certain configuration of the antenna elements, the error in measuring the elevation angle and horizon of the source can be reduced, but remains large enough when the measuring complex operates in the shallow sea. This device is the closest to the claimed invention.
Недостатком этого устройства является невозможность значительного увеличения числа акустических комбинированных приемников и апертуры антенны из-за значительных дисперсионных искажений акустического сигнала при его распространении в мелком море. Вследствие таких искажений алгоритмы фазирования сигналов, принятых отдельными элементами антенны, которые положены в основу функционирования формирователя диаграммы направленности, и сами алгоритмы определением азимутального угла на источник звука по формуле (1) и угла места по формуле (2) становятся неэффективными. В результате дальность действия измерительной антенны не увеличивается, а погрешность измерения пеленга не уменьшается при увеличении апертуры антенны. Кроме того, недостатком этого устройства является большая погрешность измерения горизонта источника с использованием формулы (2) при работе измерительного комплекса в мелком море.The disadvantage of this device is the impossibility of a significant increase in the number of combined acoustic receivers and antenna aperture due to significant dispersion distortion of the acoustic signal during its propagation in the shallow sea. Due to such distortions, the phasing algorithms of signals received by individual antenna elements, which are the basis for the functioning of the radiation shaper, and the algorithms themselves by determining the azimuthal angle to the sound source by formula (1) and the elevation angle by formula (2) become ineffective. As a result, the range of the measuring antenna does not increase, and the measurement error of the bearing does not decrease with increasing aperture of the antenna. In addition, the disadvantage of this device is the large error in measuring the source horizon using formula (2) when the measuring complex is in shallow sea.
В основу настоящего изобретения поставлена задача уменьшения погрешности измерения азимутального угла и горизонта источника, а также увеличение дальности действия при работе измерительного комплекса в мелком море путем увеличения апертуры его измерительной системы. Для достижения поставленной цели предлагается использовать корреляционные свойства звукового поля по отношению к вертикальной компоненте вектора интенсивности. В соответствии с результатами работы [Щуров В.А., Кулешов В.П., Ткаченко Е.С. Вихри акустической интенсивности в мелком море // Техническая акустика. 2010. №12. http://www.ejta.org] вертикальная компонента вектора интенсивности обладает явно выраженной периодической структурой в звуковом поле, создаваемом источником звука в мелком море на расстояниях, существенно превышающих размер ближней зоны rб=H2/λ (Н - глубина моря, λ - длина волны на средней частоте рабочего диапазона частот). Это означает высокую коррелированность звуковых полей по отношению к вертикальной компоненте вектора интенсивности, а также связь горизонта источника с параметрами этой структуры.The basis of the present invention is the task of reducing the measurement error of the azimuthal angle and horizon of the source, as well as increasing the range during operation of the measuring complex in the shallow sea by increasing the aperture of its measuring system. To achieve this goal, it is proposed to use the correlation properties of the sound field with respect to the vertical component of the intensity vector. In accordance with the results of the work [Schurov V.A., Kuleshov V.P., Tkachenko E.S. Vortices of acoustic intensity in the shallow sea // Technical Acoustics. 2010. No. 12. http://www.ejta.org] the vertical component of the intensity vector has a pronounced periodic structure in the sound field created by the sound source in the shallow sea at distances significantly exceeding the size of the near zone r b = H 2 / λ (H is the depth of the sea, λ is the wavelength at the middle frequency of the operating frequency range). This means a high correlation of sound fields with respect to the vertical component of the intensity vector, as well as the relationship of the source horizon with the parameters of this structure.
Для реализации поставленной задачи в гидроакустическом измерительном комплексе, содержащем n акустических комбинированных приемников, каждый из которых состоит из гидрофона, трехкомпонентного векторного приемника и соединенных с ними усилителей, телеметрический блок, вход которого соединен с выходом акустических комбинированных приемников, включающий делители напряжения, аналого-цифровую преобразующую схему, единую схему электронного мультиплексирования и оптический излучатель, связанный оптической линией связи с оптическим ресивером, систему сбора, обработки и отображения информации, содержащую блок сбора, обработки и отображения информации, вход которого соединен с выходом оптического ресивера, и устройство доступа к цифровым сетям передачи данных, вход которого соединен с выходом блока сбора, обработки и передачи информации, посредством N акустических комбинированных приемников образуется донная вертикально ориентированная эквидистантная антенна, в которой расстояние между акустическими комбинированными приемниками равно заданной погрешности определения вертикальной координаты (горизонта) источника звука Δz, a число приемников N=H/Δz.To accomplish this task in a hydroacoustic measuring complex containing n acoustic combined receivers, each of which consists of a hydrophone, a three-component vector receiver and amplifiers connected to them, a telemetry unit, the input of which is connected to the output of the acoustic combined receivers, including voltage dividers, analog-digital a conversion circuit, a single electronic multiplexing circuit, and an optical emitter connected by an optical communication line to an optical res by faith, a system for collecting, processing and displaying information containing a unit for collecting, processing and displaying information, the input of which is connected to the output of the optical receiver, and a device for accessing digital data networks, the input of which is connected to the output of the block for collecting, processing and transmission of information, by N acoustic combined receivers, a bottom vertically oriented equidistant antenna is formed in which the distance between the acoustic combined receivers is equal to the specified error Ia vertical coordinate (horizon) stereo source Δz, a number of receivers N = H / Δz.
Кроме того, в систему сбора, обработки и отображения информации дополнительно введены N-канальный блок вычисления вертикальной компоненты вектора интенсивности, вход которого соединен с выходом блока сбора, обработки и отображения информации, блок определения максимума вертикальной компоненты вектора интенсивности, вход которого соединен с выходом N-канального блока вычисления вертикальной компоненты вектора интенсивности, N-канальный блок вычисления горизонтальных компонент вектора интенсивности, вход которого соединен с выходом блока сбора, обработки и отображения информации, N-канальный блок вычисления азимутального угла, вход которого соединен с первым выходом N-канального блока вычисления горизонтальных компонент вектора интенсивности, блок вычисления усредненного азимутального угла, первый вход которого соединен с выходом N-канального блока вычисления азимутального угла, а второй вход соединен со вторым выходом N-канального блока вычисления горизонтальных компонент вектора интенсивности, причем усредненный азимутальный угол определяется формулой:In addition, an N-channel unit for calculating the vertical component of the intensity vector, the input of which is connected to the output of the unit for collecting, processing and displaying information, a unit for determining the maximum of the vertical component of the intensity vector, the input of which is connected to the output N, is additionally introduced into the information collection, processing and display system -channel unit for calculating the vertical components of the intensity vector, N-channel unit for calculating the horizontal components of the intensity vector, the input of which is connected to the output b information collection, processing and display unit, N-channel azimuthal angle calculation unit, the input of which is connected to the first output of the N-channel unit for calculating the horizontal components of the intensity vector, the average azimuthal angle calculation unit, the first input of which is connected to the output of the N-channel azimuthal calculation unit angle, and the second input is connected to the second output of the N-channel block for calculating the horizontal components of the intensity vector, and the average azimuthal angle is determined by the formula:
где φn, Ixn, Iyn - азимутальный угол и компоненты вектора интенсивности, относящиеся к n-му акустическому комбинированному приемнику, а за горизонт источника принимается горизонт акустического комбинированного приемника, которому соответствует максимум вертикальной компоненты вектора интенсивности, определяемый в блоке определения максимума вертикальной компоненты вектора интенсивности.where φ n , I xn , I yn is the azimuthal angle and components of the intensity vector related to the nth acoustic combined receiver, and the horizon of the acoustic combined receiver is taken as the source horizon, which corresponds to the maximum of the vertical component of the intensity vector, which is determined in the block for determining the maximum vertical components of the intensity vector.
В предлагаемом комплексе существенными признаками, общими с прототипом, являются:In the proposed complex, the essential features common to the prototype are:
- N акустических комбинированных приемников, каждый из которых состоит из гидрофона, трехкомпонентного векторного приемника и соединенных с ними усилителей;- N acoustic combined receivers, each of which consists of a hydrophone, a three-component vector receiver and amplifiers connected to them;
- телеметрический блок, включающий делители напряжения, аналого-цифровую преобразующую схему, единую схему электронного мультиплексирования, модулятор и оптический излучатель, связанный оптической линией связи с оптическим ресивером;- a telemetry unit including voltage dividers, an analog-to-digital conversion circuit, a single electronic multiplexing circuit, a modulator and an optical emitter connected by an optical communication line to an optical receiver;
- система сброса, обработки и передачи информации, содержащая блок сбора, обработки и передачи информации, и устройство доступа к цифровым сетям передачи данных.- a system for resetting, processing and transmitting information, comprising a unit for collecting, processing and transmitting information, and a device for accessing digital data networks.
Отличительными существенными признаками являются:Distinctive essential features are:
- посредством акустических комбинированных приемников образуется донная вертикально ориентированная эквидистантная антенна, в которой расстояние между акустическими комбинированными приемниками равно заданной погрешности определения вертикальной координаты (горизонта) источника звука Δz, а число приемников N=H/Δz;- through the acoustic combined receivers, a bottom vertically oriented equidistant antenna is formed in which the distance between the acoustic combined receivers is equal to the specified error in determining the vertical coordinate (horizon) of the sound source Δz, and the number of receivers is N = H / Δz;
- N-канальный блок вычисления вертикальной компоненты вектора интенсивности, вход которого соединен с выходом блока сбора, обработки и отображения информации;- N-channel unit for calculating the vertical component of the intensity vector, the input of which is connected to the output of the unit for collecting, processing and displaying information;
- блок определения максимума вертикальной компоненты вектора интенсивности, вход которого соединен с выходом N-канального блока вычисления вертикальной компоненты вектора интенсивности;- a unit for determining the maximum of the vertical component of the intensity vector, the input of which is connected to the output of the N-channel block for calculating the vertical component of the intensity vector;
- N-канальный блок вычисления горизонтальных компонент вектора интенсивности, вход которого соединен с выходом блока сбора, обработки и отображения информации;- N-channel unit for calculating the horizontal components of the intensity vector, the input of which is connected to the output of the unit for collecting, processing and displaying information;
- N-канальный блок вычисления азимутального угла, вход которого соединен с первым выходом N-канального блока вычисления горизонтальных компонент вектора интенсивности;- N-channel block for calculating the azimuthal angle, the input of which is connected to the first output of the N-channel block for calculating the horizontal components of the intensity vector;
- блок вычисления усредненного азимутального угла, первый вход которого соединен с выходом N-канального блока вычисления азимутального угла, а второй вход соединен со вторым выходом N-канального блока вычисления горизонтальных компонент вектора интенсивности;- a block for calculating the average azimuthal angle, the first input of which is connected to the output of the N-channel block for calculating the azimuthal angle, and the second input is connected to the second output of the N-channel block for calculating the horizontal components of the intensity vector;
- усредненный азимутальный угол определяется формулой:- the average azimuthal angle is determined by the formula:
где φn, Ixn, Iyn - азимутальный угол и компоненты вектора интенсивности, относящиеся к n-у акустическому комбинированному приемнику;where φ n , I xn , I yn is the azimuthal angle and the components of the intensity vector related to the n-th acoustic combined receiver;
- горизонт источника принимается равным горизонту акустического комбинированного приемника, которому соответствует максимум вертикальной компоненты вектора интенсивности, определяемый в блоке определения максимума вертикальной компоненты вектора интенсивности.- the source horizon is taken equal to the horizon of the acoustic combined receiver, which corresponds to the maximum of the vertical component of the intensity vector, which is determined in the unit for determining the maximum of the vertical component of the intensity vector.
Таким образом, именно такая совокупность существенных признаков заявленного устройства позволяет создать гидроакустический измерительный комплекс для измерения азимутального угла на источник звука и горизонта источника, уменьшить погрешность измерения и увеличить дальность действия самого комплекса при работе в мелком море.Thus, it is this combination of essential features of the claimed device that allows you to create a sonar measuring complex for measuring the azimuthal angle to the sound source and source horizon, reduce the measurement error and increase the range of the complex itself when working in the shallow sea.
Новизна предлагаемого устройства заключается в том, что в нем в качестве измерительного комплекса используется донная вертикально ориентированная эквидистантная антенна, в которой расстояние между акустическими комбинированными приемниками равно заданной погрешности определения вертикальной координаты (горизонта) источника звука Δz, а в качестве рабочего сигнала используется вертикальная компонента вектора интенсивности, которая обладает наибольшей пространственной коррелированностью в звуковом поле в мелком море и имеет причинно-следственную связь с горизонтом источника. Именно эта особенность позволяет существенно уменьшить погрешность измерения и увеличить дальность действия всего устройства.The novelty of the proposed device lies in the fact that it uses a bottom vertically oriented equidistant antenna as a measuring complex, in which the distance between the acoustic combined receivers is equal to the specified error in determining the vertical coordinate (horizon) of the sound source Δz, and the vertical component of the vector is used as the working signal intensity, which has the greatest spatial correlation in the sound field in the shallow sea and has reasons but-investigative relationship with the source horizon. It is this feature that can significantly reduce the measurement error and increase the range of the entire device.
На основании изложенного можно заключить, что совокупность существенных признаков заявленного изобретения имеет причинно-следственную связь с достигнутым техническим результатом.Based on the foregoing, we can conclude that the set of essential features of the claimed invention has a causal relationship with the achieved technical result.
Следовательно, заявляемое техническое решение является новым, обладает изобретательским уровнем, т.е. оно явным образом не следует из известных технических решений и пригодно для использования.Therefore, the claimed technical solution is new, has an inventive step, i.e. it does not explicitly follow from the known technical solutions and is suitable for use.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена донная вертикально ориентированная эквидистантная антенна, т.е. геометрия расположения акустических приемников и источника звука относительно локальной системы координат, на фиг.2 представлена блок-схема гидроакустического измерительного комплекса.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows the bottom vertically oriented equidistant antenna, i.e. the location geometry of the acoustic receivers and the sound source relative to the local coordinate system, figure 2 presents a block diagram of a sonar measuring complex.
Заявленный гидроакустический комплекс для измерения азимутального угла на источник звука и горизонта источника в мелком море содержит донную вертикально ориентированную эквидистантную антенну I, телеметрический блок II и систему III сбора, обработки и передачи информации.The claimed sonar system for measuring the azimuthal angle to the sound source and the source horizon in the shallow sea contains a bottom vertically oriented equidistant antenna I, telemetry unit II and system III for collecting, processing and transmitting information.
Донная вертикально ориентированная эквидистантная антенна I образуется посредством N акустических комбинированных приемников, каждый из которых состоит из гидрофона, трехкомпонентного векторного приемника и соединенных с ними усилителей (на чертеже не показаны). Геометрия расположения акустических приемников и источника звука относительно локальной системы координат поясняется фиг.1.The bottom vertically oriented equidistant antenna I is formed by N acoustic combined receivers, each of which consists of a hydrophone, a three-component vector receiver and amplifiers connected to them (not shown in the drawing). The location geometry of the acoustic receivers and the sound source relative to the local coordinate system is illustrated in figure 1.
Телеметрический блок включает: делители напряжения 1, аналого-цифровую преобразующую схему 2, единую схему 3 электронного мультиплексирования, модулятор 4 и оптический излучатель 5, связанный оптической линией 6 связи с оптическим ресивером 7.The telemetry unit includes:
Система III сбора, обработки и передачи информации содержит блок 8 сбора, обработки и передачи информации, N-канальный блок 9 вычисления вертикальной компоненты вектора интенсивности, вход которого соединен с выходом блока 8, блок 10 определения максимума вертикальной компоненты вектора интенсивности, вход которого соединен с выходом N-канального блока 9 вычисления вертикальной компоненты вектора интенсивности, N-канальный блок 11 вычисления горизонтальных компонент вектора интенсивности, вход которого соединен с выходом блока 8 сбора, обработки и отображения информации, N-канальный блок 12 вычисления азимутального угла, вход которого соединен с первым выходом N-канального блока 11 вычисления горизонтальных компонент вектора интенсивности, блок 13 вычисления усредненного азимутального угла, первый вход которого соединен с выходом N-канального блока 12 вычисления азимутального угла, а второй вход соединен со вторым выходом N-канального блока 11 вычисления горизонтальных компонент вектора интенсивности.The system III for collecting, processing and transmitting information includes a unit 8 for collecting, processing and transmitting information, an N-channel unit 9 for calculating the vertical component of the intensity vector, the input of which is connected to the output of unit 8, and a unit 10 for determining the maximum of the vertical component of the intensity vector, the input of which is connected to the output of the N-channel unit 9 for calculating the vertical components of the intensity vector, the N-channel unit 11 for calculating the horizontal components of the intensity vector, the input of which is connected to the output of the collection unit 8, taps and displays of information, the N-channel azimuthal angle calculation unit 12, the input of which is connected to the first output of the N-channel unit 11 for calculating the horizontal components of the intensity vector, the average azimuthal angle calculation unit 13, the first input of which is connected to the output of the N-channel calculation unit 12 azimuthal angle, and the second input is connected to the second output of the N-channel block 11 for calculating the horizontal components of the intensity vector.
Комплекс работает следующим образом.The complex works as follows.
Звуковая волна, излучаемая источником звука, принимается акустическими комбинированными приемниками, образующими донную вертикально ориентированную эквидистантную антенну I. Все сигналы с выходов акустических приемников поступают на вход телеметрического блока II, а после прохождения через делители напряжения 1, аналого-цифровую преобразующую схему 2 и единую схему 3 электронного мультиплексирования преобразуются в поток цифровой информации, поступающий через модулятор 4, оптический излучатель 5 и оптическую линию 6 связи на оптический ресивер 7. С выхода оптического ресивера 7 информация поступает в цифровом виде на вход блока 8 сбора, обработки и отображения информации, находящегося в системе III сбора, обработки и отображения информации. В блоке 8 сбора, обработки и отображения информации сигналы вновь разделяются по отдельным каналам звукового давления и компонент вектора колебательной скорости и поступают в N-канальный блок 9 вычисления спектральной плотности Si(ω, ri)=p(ω, ri)Vz *(ω, ri) - вертикального потока мощности. В соответствии с результатами работы [Щуров В.А., Кулешов В.П., Ткаченко Е.С. Вихри акустической интенсивности в мелком море // Техническая акустика. 2010. №12. http://www.ejta.org.] именно эти величины обладают наибольшей пространственной коррелированностью и наиболее простой связью с горизонтом источника в звуковом поле, формируемом в мелком море набором нормальных волн. Эти свойства поля спектральной плотности вертикального потока мощности используются при дальнейшей обработке акустической информации. Эта обработка сводится к вычислению вертикальной компоненты вектора интенсивности Iz(ω, ri)=ReSi(ω, ri) в блоке 9 для каждого из N акустических комбинированных приемников с последующим нахождением максимального из этих значений в блоке 10. За горизонт источника звука принимается горизонт акустического комбинированного приемника, которому соответствует максимальное значение вертикальной компоненты вектора интенсивности, а соответствующая информация поступает на первый вход устройства доступа к цифровым сетям передачи данных 14. Та же сигнальная информация с выхода блока 8 сбора, обработки и отображения информации поступает на вход N-канального блока 11 вычисления горизонтальных компонент вектора интенсивности, с первого выхода которого численные значения горизонтальных компонент вектора интенсивности Ix(ω, ri), Iy(ω, ri) поступают на вход N-канального блока 12 вычисления азимутального угла. Численные оценки азимутального угла на источник звука, вычисленные по формуле (1) для каждого из N акустических комбинированных приемников, усредняются в блоке 13 по формуле (3), а усредненные значения азимутального угла передаются на второй вход устройства доступа к цифровым сетям передачи данных 14. Сама процедура усреднения отдельных значений азимутального угла позволяет уменьшить случайную составляющую погрешности измерения этой величины.The sound wave emitted by the sound source is received by acoustic combined receivers forming a bottom vertically oriented equidistant antenna I. All signals from the outputs of the acoustic receivers are fed to the input of the telemetry unit II, and after passing through
Claims (1)
где φn, Ixn, Iyn - азимутальный угол и горизонтальные компоненты вектора интенсивности, относящиеся к n-му акустическому комбинированному приемнику, а за горизонт источника звука принимается горизонт акустического комбинированного приемника, которому соответствует максимум вертикальной компоненты вектора интенсивности, определяемый в блоке определения максимума вертикальной компоненты вектора интенсивности. A hydro-acoustic measuring complex containing N acoustic combined receivers, each of which consists of a hydrophone, a three-component vector receiver and amplifiers connected to them, a telemetry unit, the input of which is connected to the output of the acoustic combined receivers, including voltage dividers, an analog-to-digital conversion circuit, a single circuit electronic multiplexing, modulator and optical emitter, connected by an optical line of communication with an optical receiver, acquisition system, processing information and transmitting information, comprising a unit for collecting, processing and transmitting information, the input of which is connected to the output of the optical receiver, and a device for accessing digital data networks, characterized in that a vertically oriented equidistant bottom antenna is formed in the measuring complex by N acoustic combined receivers, in which the distance between the combined acoustic receivers is equal to the specified error in determining the vertical coordinate (horizon) of the sound source Δz, and the number about receivers N = H / Δz (where H is the depth of the sea), the N-channel unit for calculating the vertical components of the intensity vector, the input of which is connected to the output of the unit for collecting, processing and displaying information, is additionally introduced into the information collection, processing and display system, determination unit the maximum of the vertical component of the intensity vector, the input of which is connected to the output of the N-channel unit for calculating the vertical component of the intensity vector, and the output is connected to the first input of the access device to digital data transmission networks , N-channel block for calculating the horizontal components of the intensity vector, the input of which is connected to the output of the block for collecting, processing and displaying information, N-channel block for calculating the azimuthal angle, the input of which is connected to the first output of the N-channel block for calculating the horizontal components of the intensity vector, block for calculating averaged azimuthal angle, the first input of which is connected to the output of the N-channel azimuthal angle calculation unit, the second input is connected to the second output of the N-channel horizontal azimuth calculation unit ntalnyh vector component intensity, and an output connected to the second input of the device access to digital data networks, wherein the azimuth angle is determined by the average formula
where φ n , I xn , I yn is the azimuthal angle and the horizontal components of the intensity vector related to the nth acoustic combined receiver, and the horizon of the sound source is the horizon of the acoustic combined receiver, which corresponds to the maximum of the vertical component of the intensity vector, determined in the definition block maximum vertical components of the intensity vector.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011140113/28A RU2476899C1 (en) | 2011-10-03 | 2011-10-03 | Hydroacoustic complex to measure azimuthal angle and horizon of sound source in shallow sea |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011140113/28A RU2476899C1 (en) | 2011-10-03 | 2011-10-03 | Hydroacoustic complex to measure azimuthal angle and horizon of sound source in shallow sea |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2476899C1 true RU2476899C1 (en) | 2013-02-27 |
Family
ID=49121602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011140113/28A RU2476899C1 (en) | 2011-10-03 | 2011-10-03 | Hydroacoustic complex to measure azimuthal angle and horizon of sound source in shallow sea |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2476899C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2537472C1 (en) * | 2013-06-26 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Hydroacoustic system for detecting submerged moving sound source and measuring coordinates thereof in shallow sea |
| RU2577421C1 (en) * | 2014-12-16 | 2016-03-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | Combined hydroacoustic receiver |
| RU2687886C1 (en) * | 2018-09-14 | 2019-05-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Hydroacoustic system for detecting moving underwater sound source, measuring azimuth angle on sound source and sound source horizon in shallow sea |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1327026A1 (en) * | 1985-07-04 | 1987-07-30 | Предприятие П/Я Р-6805 | Method of shaping directional pattern of n=element linear equidistant array |
| RU2158430C2 (en) * | 1998-12-30 | 2000-10-27 | Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН | Method determining bearing on radiation source and device for its realization |
| RU2168738C1 (en) * | 1999-11-09 | 2001-06-10 | Особое конструкторское бюро Московского энергетического института | Method for direction finding of radiation source and antenna system for its realization |
| US7184670B2 (en) * | 2000-05-10 | 2007-02-27 | Lockheed Martin Corporation | Telemetry system and method for acoustic arrays |
-
2011
- 2011-10-03 RU RU2011140113/28A patent/RU2476899C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1327026A1 (en) * | 1985-07-04 | 1987-07-30 | Предприятие П/Я Р-6805 | Method of shaping directional pattern of n=element linear equidistant array |
| RU2158430C2 (en) * | 1998-12-30 | 2000-10-27 | Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН | Method determining bearing on radiation source and device for its realization |
| RU2168738C1 (en) * | 1999-11-09 | 2001-06-10 | Особое конструкторское бюро Московского энергетического института | Method for direction finding of radiation source and antenna system for its realization |
| US7184670B2 (en) * | 2000-05-10 | 2007-02-27 | Lockheed Martin Corporation | Telemetry system and method for acoustic arrays |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2537472C1 (en) * | 2013-06-26 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Hydroacoustic system for detecting submerged moving sound source and measuring coordinates thereof in shallow sea |
| RU2577421C1 (en) * | 2014-12-16 | 2016-03-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | Combined hydroacoustic receiver |
| RU2687886C1 (en) * | 2018-09-14 | 2019-05-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Hydroacoustic system for detecting moving underwater sound source, measuring azimuth angle on sound source and sound source horizon in shallow sea |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2488133C1 (en) | Hydroacoustic complex to detect moving source of sound, to measure azimuthal angle to source and horizon of source of sound in shallow sea | |
| RU2484492C1 (en) | Hydroacoustic system for measuring coordinates of sound source in shallow sea | |
| CN106226761B (en) | A kind of relevant higher-frequency radar multifrequency detection method of high-performance | |
| RU2474836C1 (en) | Hydroacoustic system for measuring azimuthal angle to sound source in shallow sea | |
| RU2456634C1 (en) | Method of navigating submarine object using hydroacoustic navigation system | |
| RU2537472C1 (en) | Hydroacoustic system for detecting submerged moving sound source and measuring coordinates thereof in shallow sea | |
| CN103454616B (en) | A kind of direction estimation method of cross vibration velocity gradient nautical receiving set | |
| RU2653587C1 (en) | Hydroacoustic system for detection of moving sound source, measurement of azimuth angle of source and horizon of sound source in shallow sea | |
| JP2017072590A (en) | Detector, fish detector, and radar | |
| CN108169752B (en) | Ultrasonic ranging method and system based on wireless communication | |
| US7397427B1 (en) | Phase event detection and direction of arrival estimation | |
| RU136899U1 (en) | AQUATORIA BOTTOM SHOOTING DEVICE | |
| RU2476899C1 (en) | Hydroacoustic complex to measure azimuthal angle and horizon of sound source in shallow sea | |
| RU2649073C1 (en) | Method for determining coordinates of the underwater object by the hydroacoustic system of underwater navigation with an alignment beacon | |
| JP2012088163A (en) | Pulse radar apparatus, pulse radar apparatus control method and program for control thereof | |
| RU2346295C1 (en) | Active sonar | |
| RU2225991C2 (en) | Navigation sonar to illuminate near situation | |
| JP6207817B2 (en) | Underwater position-related information acquisition system | |
| JP2012225667A (en) | Ultrasonic transceiver, detection method for fixed quantity and detection method for fish amount | |
| CN102735314A (en) | High-precision externally-mounted type ultrasonic liquid meter | |
| KR101203269B1 (en) | dual frequency underwater acoustic camera and it's operating method for precise underwater survey | |
| JP5664869B2 (en) | Measuring apparatus, measuring system, measuring method, and program | |
| CN110440896B (en) | Ultrasonic measurement system and measurement method | |
| CN109217967B (en) | Synchronous signal system data transmission method applied to underwater sound transmission system | |
| RU2591030C1 (en) | Hydroacoustic system for detection of moving sound source, measurement of azimuth angle of source and horizon of sound source in shallow sea |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171004 |